Светлината доби својства на цврсто тело и течност во револуционерен квантен експеримент

Научници од Полска, Швајцарија и Франција постигнаа значаен напредок во истражувањето на необичните состојби на материјата. Тие успеаја да создадат таканаречена суперцврста состојба, која истовремено поседува карактеристики на кристал и супертечност.

Резултатите се објавени во научното списание Science Advances, а Универзитетот во Варшава ги претстави на 3 ноември 2026 година. Истражувањето привлече пошироко меѓународно внимание на 9 ноември, кога за него известија повеќе научни медиуми.

Во експериментот учествувале истражувачи од Универзитетот во Варшава, Воениот технолошки универзитет во Полска, IBM Research во Цирих и францускиот Национален центар за научни истражувања.
Како нешто може истовремено да биде цврсто и течно?
Во секојдневниот свет, цврстите тела и течностите имаат различни својства. Кристалите имаат правилно подредена структура, додека течностите можат слободно да течат и да ја менуваат својата форма.

Но квантната физика дозволува постоење необични состојби во кои овие карактеристики се комбинираат.

Суперцврстата состојба има периодична структура, слична на кристал, а истовремено покажува својства поврзани со супертечноста, односно движење без вообичаениот вискозен отпор.

За да ја создадат, научниците користеле специјална оптичка микрошуплина исполнета со течен кристал и органски полупроводнички материјал.

Во неа светлината силно заемодејствува со материјата и создава хибридни квазичестички наречени ексцитон-поларитони.

Под дејство на ласерски импулси, овие квазичестички можат колективно да се однесуваат како единствен квантен систем.

Истражувачите забележале правилни светлосни ленти, кои укажуваат на кристално подредување. При секој нов ласерски импулс лентите се појавувале на различни позиции, што претставува важен доказ за спонтаното формирање на оваа необична структура.

Дополнително биле забележани и квантни вртлози, карактеристични за супертечните системи.

Важно е да се нагласи дека научниците не претвориле обична светлина во буквално цврсто тело. Станува збор за колективна квантна состојба на честички што ги комбинираат својствата на светлината и материјата.

Откритие што може да го олесни развојот на квантните технологии
Една од најголемите пречки во истражувањето на ваквите состојби досега беше потребата од екстремно ниски температури, блиски до апсолутната нула.

Во новиот експеримент, суперцврстата состојба е забележана на собна температура.

Според истражувачите, употребените микрошуплини можат да функционираат дури и на температури што се приближуваат до 60 Целзиусови степени.

Ова е значајно бидејќи ја намалува потребата од сложени и скапи системи за ладење.

Дополнителна предност е можноста оптичките својства на системот да се контролираат со електричен напон.

Таквата контрола би можела да биде корисна во идните истражувања на фотонски компјутери, ултрабрзи оптички уреди и високочувствителни сензори.

Сепак, научниците нагласуваат дека станува збор за експериментално откритие, а не за технологија подготвена за практична употреба.
Предизвиците остануваат
И покрај успехот, експериментот имал значителни ограничувања.

Органскиот полупроводник постепено реагирал со течниот кристал, поради што мерењата морале да бидат завршени во рок од неколку часа по подготовката на примерокот.

Самите ексцитон-поларитони постојат исклучително кратко, само неколку пикосекунди, но и тоа било доволно за да се забележат потребните квантни појави.

Истражувачите ќе треба дополнително да ја испитаат стабилноста на системот и можностите за продолжување на неговото функционирање.

Откритието покажува дека сложените квантни состојби не мора секогаш да се истражуваат во екстремно студени лабораториски услови.

Со тоа се отвора нов правец во проучувањето на светлината и материјата, кој во иднина би можел да придонесе за развој на поефикасни оптички и квантни уреди.

Извори:
– Универзитет во Варшава – A New Quantum State of Matter Works at Room Temperature